JP2000164019A

JP2000164019A - 照明装置

Info

Publication number: JP2000164019A
Application number: JP33517798A
Authority: JP
Inventors: Sadaichi Ariga; 貞一有賀
Original assignee: TB OPTICAL KK
Current assignee: TB OPTICAL KK
Priority date: 1998-11-26
Filing date: 1998-11-26
Publication date: 2000-06-16

Abstract

(57)【要約】【課題】光のむらができるだけ軽減されるようにし
た、光ファイバを利用した面発光形式の照明装置を提供
する。【解決手段】光ファイバＦの光出射側の端部Ｆａを、
面発光部４０の対向する辺部にそれぞれ配列し、面発光
部４０の対向する辺部からそれぞれ光を導入するように
する。この場合、面発光部４０の対向する一方の辺部に
沿って配列された光ファイバＦの光出射側の端部Ｆａ
は、面発光部４０に直接光を導入するように配置され、
面発光部４０の対向する他方の辺部に沿って配列された
光ファイバの光出射側の端部Ｆａは、他方の辺部に沿っ
て配置された反射板３３を介して、面発光部４０に光を
導入するように配置されていることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを利用
した面発光形式の照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えば半導体基板のパターンの認
識、処理ライン上における位置決め精度、ボンディング
ワイヤの接続検査などにおいて、ＣＣＤカメラなどを利
用した自動的検査が行われており、この場合、ＣＣＤカ
メラによる撮像部位を、光源からの照明光により明るく
均一に照明する必要がある。このような光源として、光
ファイバを利用した面発光形式の照明装置が使用される
ことがある。

【０００３】図８、９は、従来の面発光形式の照明装置
の一例が示されている。すなわち、この照明装置１０
は、面発光部１１と、図示しない光源の光をこの面発光
部１１に導入する複数本の光ファイバ１２とを有してい
る。面発光部１１は、片面の中央部が開口された板状の
ケース１３と、このケース１３の上記開口部に嵌め込ま
れた光拡散板１４と、上記ケース１３の内部において光
ファイバ１２の光出射側の端部を配列保持する光ファイ
バ保持部１５と、光ファイバチューブ１６の端部が接続
されたチューブ接続部１７とを有している。

【０００４】光ファイバチューブ１６の他方の端部に
は、図示しないハロゲンランプ等の光源に接続される光
コネクタ１８が取付けられている。光ファイバ１２は、
光ファイバチューブ１６の内部を通され、それらの基端
は光コネクタ１８に接続され、それらの先端は、ケース
１３内の光ファイバ保持部１５に保持されて、光拡散板
１４の一辺に沿って配列されている。したがって、光フ
ァイバ１２の先端から出射された光は、そのまま、ある
いはケース１３の内壁面で反射された後、光拡散板１４
を通して均一な面光源として外部に出射される。

【０００５】なお、光ファイバ１２を利用して、板状の
ケース１３の片面から面発光させるようにしている理由
は、半導体製造装置などのラインに設置するとき、照明
装置を配置するための広い空間をとることができず、か
つ、照明装置を高速で移動させるためにできるだけ軽量
であることが要求されるからである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の照明装置では、光ファイバ１２の光出射側
の端部が、面発光部１１の一側辺にのみ配列され、面発
光部１１の一側辺から光を導入するようにしているた
め、光拡散板１４から出射される光にむらが生じやすい
という問題があった。すなわち、光拡散板１４の光ファ
イバ１２に近接した部分は明るく、光ファイバ１２から
遠ざかるに従って暗くなる傾向があり、特に広い発光面
とか、細長い発光面を有するものほどこの光のむらが顕
著に現れるという問題があった。

【０００７】したがって、本発明の目的は、光のむらが
できるだけ軽減されるようにした、光ファイバを利用し
た面発光形式の照明装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の照明装置は、光源に一端を接続され、他端
を面発光部に接続された複数本の光ファイバと、これら
の光ファイバから出射される光を受けて外部に照明光を
出射する面発光部とを備えた照明装置において、前記光
ファイバの光出射側の端部を、前記面発光部の対向する
辺部にそれぞれ配列し、前記面発光部の対向する辺部か
らそれぞれ光を導入するようにしたことを特徴とする。

【０００９】本発明によれば、面発光部の対向する辺部
のそれぞれから光ファイバを通した光が導入されるの
で、面発光部が広い面積を有する場合、あるいは細長い
形状をなす場合でも、発光面全域に亙って比較的均一に
発光させることができる。

【００１０】また、本発明の好ましい態様においては、
前記面発光部の対向する一方の辺部に沿って配列された
光ファイバの光出射側の端部は、前記面発光部に直接光
を導入するように配置され、前記面発光部の対向する他
方の辺部に沿って配列された光ファイバの光出射側の端
部は、前記他方の辺部に沿って配置された反射板を介し
て、前記面発光部に光を導入するように配置されてい
る。

【００１１】この態様によれば、反射板を設けることに
よって、面発光部の他方の辺部に配置される光ファイバ
を、一方の辺部に配置される光ファイバと同じ向きに配
置することができ、光ファイバを大きく屈曲させる必要
がないため、面発光部の薄型化に支障をきたすことがな
く、また、光ファイバに急激な屈曲部を設ける必要がな
くなるため、光ファイバにおける光の損失も少なくする
ことができる。

【００１２】本発明の更に好ましい態様においては、前
記面発光部は、前記光ファイバから出射される光を受け
て所定の面積の広がり光とする透明基材からなる導光板
と、この導光板の片面に配置された反射面と、前記導光
板の他方の面に配置された光拡散面とを有する。

【００１３】この態様によれば、光ファイバから出射さ
れる光を、導光板を通して面発光部全域に広げると共
に、導光板の片面に配置された反射面によって、発光面
をなす拡散面からのみ光が出射されるようにし、光拡散
面によって光を拡散して均一な照明光とすることができ
る。

【００１４】本発明の更に好ましい態様によれば、前記
導光板は、前記光ファイバから出射される光の導入部を
肉厚とされ、この光導入部から離れるに従って肉薄とさ
れており、かつ、少なくとも片面が側方から見て凸曲面
形状をなす。

【００１５】この態様によれば、導光板内で反射された
光が、発光面をなす光拡散面に向かいやすくし、かつ、
光導入部から離れた部分にも光が十分に届くようにし
て、発光面の光のむらをより少なくすることができる。

【００１６】本発明の更に好ましい態様においては、前
記面発光部を有するケースに、前記光源をなすランプが
取付けられ、このランプの光の進行方向に、前記光ファ
イバの光入射側の端部が結束されて配置されている。

【００１７】この態様によれば、照明装置の面発光部と
光源であるランプとを一体化したことにより、光源と光
ファイバと面発光部とを一体に移動することができる。
光源を別体にした場合には、面発光部と光源とを光ファ
イバで接続する必要があり、面発光部を繰り返し高速で
移動させると、光ファイバが屈曲疲労して折れたりする
虞れがあるが、光源と光ファイバと面発光部とを一体化
することにより、光源をリード線を介して電源回路に接
続するだけですみ、リード線等は光ファイバに比べて繰
り返しの屈曲に強いので、耐久性を向上させることがで
きる。

【００１８】また、本発明の更に好ましい態様によれ
ば、前記ランプの光軸方向に反射板が配置され、前記ラ
ンプの光がこの反射板を介して前記光ファイバの光入射
側の端部に入射するように構成されている。

【００１９】この態様によれば、ランプの取付け角度を
任意に変更し、例えばケースの側辺に沿って配置するこ
とができ、装置をコンパクトな形状にすることができ
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１〜４には、本発明による照明
装置の一実施形態が示されている。図１は照明装置の正
面断面図、図２は平面断面図、図３は光ファイバから導
光板に導入された光の経路を示す説明図、図４は導光板
を示す斜視図である。

【００２１】この照明装置２０は、平面的に見て長方形
をなす薄い板状のケース２１を有している。板状のケー
ス２１の長手方向に対向する一側辺には、ランプホルダ
２２を介して、光源をなすハロゲンランプ等のランプ２
３が上記一側辺と平行に取付けられている。ランプ２３
にはリード線２４が接続され、このリード線２４は図示
しない電源回路に接続されている。

【００２２】ランプ２３の前方には、ランプ２３の光軸
に対してほぼ４５度傾斜して配置された第１反射板（ミ
ラー）２５が、ランプホルダ２２内に支持されて設置さ
れている。そして、この第１反射板２５で反射された光
の進行方向には、複数本の光ファイバＦの基端を結束さ
せたファイバ保持管２６が、ファイバＦの基端面を上記
光の入射方向に向けて設置されている。

【００２３】このようにランプ２３の光を第１反射板２
５を介してファイバＦに入力するようにしたので、ラン
プ２３をケース２１の側辺と平行に取付けることがで
き、装置のコンパクト化を図ることができる。

【００２４】一方、ケース２１は、その平面中央部にＣ
ＣＤカメラ挿入孔２７が形成され、この挿入孔２７の内
周にはリング２８が嵌め込まれている。また、ケース２
１内には、ガラス、アクリル樹脂等の透明基材からなる
２枚の導光板３０、３１が、長手方向に並んで配置され
ている。

【００２５】一方の導光板３０のランプ２３に近接した
方の一側辺には、ファイバホルダ３２を介して、光ファ
イバＦのほぼ半数のものの、光出射側の端部Ｆａが所定
間隔で配列保持されている。これらの光ファイバＦは、
一方の導光板３０の一側辺から光を直接入射させるよう
に指向されている。

【００２６】また、光ファイバＦの残りのほぼ半数のも
のは、ケース２１の底壁と、導光板３０、３１の下面と
の間を通して、その光出射側の端部Ｆａが他方の導光板
３１のランプ２３から離れた方の一側辺まで延ばされて
おり、他方の導光板３１の一側辺に沿って所定間隔で配
列保持されている。

【００２７】そして、他方の導光板３１の上記一側辺に
近接して、所定角度で傾斜した第２反射板（ミラー）３
３が配置されており、前記他方の導光板３１の一側辺に
沿って配列された光ファイバＦの光出射側の端部Ｆａ
は、上記第２反射板３３を介して、他方の導光板３１の
一側辺から光を入射させるように指向されている。

【００２８】２枚の導光板３０、３１は、実質的に同じ
構造をなすので、図３、４を参照して一方の導光板３０
を代表して更に詳しく説明すると、導光板３０は、光フ
ァイバＦからの光入射側が厚く、入射光Ｌの進行方向側
が薄くなる形状であって、かつ、側面から見たときに片
面（この実施形態では光出射側の面）が凸曲面形状とな
るように形成されている。

【００２９】また、図１、２においては図示が省略され
ているが、導光板３０の下面には、金属箔等からなる第
３反射板３４が配置されている。更に、ケース２１の上
面は開口されていて、この開口部に光拡散板３５が嵌め
込まれている。なお、本発明における反射面及び光拡散
面は、上記のような反射板３４や光拡散板３５も含む意
味とする。

【００３０】したがって、導光板３０に入射した光Ｌ
は、図３に示すように、導光板３０の内面や、反射板３
４によって反射され、片面が凸曲面形状をなす導光板３
０の屈折作用によって、光拡散板３５に向けて出射され
る。また、導光板３０が上記のような形状をなすことに
よって、光Ｌが導光板３０内で均一に広がり、光拡散板
３５に入射される光量をより平均化することができる。
更に、光Ｌは、光拡散板３５によって分散され、均一な
面光源として外部に出力される。

【００３１】他方の導光板３１にも、上記と同じ第３反
射板３４及び光拡散板３５が取付けられており、他方の
導光板３１が配置された部分においても、上記と同様な
光の均一化がなされ、均一な面光源として外部出力がな
される。なお、ケース２１、導光板３０、３１、第３反
射板３４及び光拡散板３５が、本発明における面発光部
４０をなしている。

【００３２】このように、長方形状をなす面発光部４０
の長手方向に対向するそれぞれの辺から、光ファイバＦ
を通した光を入射させることにより、面発光部４０の全
体からむらのない均一な照明光を出射させることができ
る。

【００３３】また、ランプ２３をケース２１に付設し
て、ランプ２３と、光ファイバＦと、面発光部４０とを
一体に移動させ、リード線２４を介して電源回路に接続
したことにより、面発光部４０を高速で繰り返し移動さ
せても、リード線２４は屈曲に対して光ファイバＦより
も強いので、耐久性を向上させることができる。

【００３４】図５、６には、本発明による照明装置の他
の実施形態が示されている。なお、図１〜３に示した実
施形態と実質的に同一部分には同符号を付してその説明
を省略することにする。

【００３５】この実施形態の照明装置５０は、２枚の導
光板３０ａ、３１ａの形状が前記実施例と異なってお
り、光出射側（図中上面）の面が平面で、その反対側の
面（図中下面）が側方から見て凸曲面形状をなしてい
る。なお、２枚の導光板３０ａ、３１ａは実質的に同じ
構造をなすので、以下、一方の導光板３０ａを代表して
更に詳しく説明する。

【００３６】すなわち、図６に示すように、導光板３０
ａの凸曲面には、金属蒸着や、金属箔の貼り付け等によ
って形成された反射面３４ａが形成されている。また、
導光板３０ａの光出射側の面は、すり硝子状に微細な凹
凸を形成してなる光拡散面３５ａが形成されている。し
たがって、図１〜４の実施形態における光拡散板は省略
されている。

【００３７】その結果、光ファイバＦを通して導光板３
０ａに入射された光Ｌは、反射面３４ａが形成された凸
曲面で反射され、拡散面３５ａを通して均一な面光源と
して出射される。また、導光板３０ａが上記のような形
状をなすことにより、光Ｌが導光板３０ａ内で均一に広
がり、光のむらをより少なくすることができる。

【００３８】図７には、本発明による照明装置の更に他
の実施形態が示されている。なお、図１〜３に示した実
施形態と実質的に同一部分には同符号を付してその説明
を省略することにする。

【００３９】この実施形態の照明装置６０は、導光板３
０ｂ、３１ｂが、単なる平板形状の透明基材で構成され
ている。また、ケース２１のランプ２３から離れた方の
側辺に向かう光ファイバＦの先端は、２枚の導光板３０
ｂ、３１ｂの下方を通過した後、ケース２１内でＵ字状
に屈曲されて、その光出射側の端部Ｆａを、導光板３１
ｂの側辺から直接光を入射させるように指向して、ファ
イバホルダ３２ａにより所定間隔で配列保持されてい
る。

【００４０】したがって、ほぼ半分ずつの光ファイバＦ
から、導光板３０ｂ、３１ｂにそれぞれ光が直接入射さ
れるようになっている。なお、導光板３０ｂ、３１ｂが
平板形状をなすが、各導光板３０ｂ，３１ｂに入射され
た光は、導光板３０ｂ，３１ｂを通してその先端部にま
で効率良く届くため、面発光部４０を均一に発光させる
ことができる。

【００４１】なお、本発明においては、上記導光板は必
ずしも必要なものではなく、ケース２１の開口部に光拡
散板を設け、ケース２１内を単なる空洞にしてもよい。
その場合にも、光ファイバＦから出射された光がケース
２１の内壁で反射して光拡散板を通して出力され、光フ
ァイバＦからの光の入射を、面発光部の対向するそれぞ
れの辺から行うことにより、一方の辺からのみ光を入射
させる従来のものに比べて、面発光部の発光強度を均一
化する効果が得られる。

【００４２】また、導光板は、２枚に別れている必要は
なく、全体が一体となったものを用いることもできる。
更に、導光板としては、上下両面とも凸曲面をなす形状
のものを用いることもでき、また、中央部が突出したレ
ンズのような凸曲面をなすものでもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光ファイバの光出射側の端部を、面発光部の対向する辺
部にそれぞれ配列し、面発光部の対向する辺部からそれ
ぞれ光を導入するようにしたので、面発光部が広い面積
を有する場合、あるいは長方形等の細長い形状をなす場
合でも、発光面全域に亙ってむらなく均一に発光させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による照明装置の一実施形態を示す正面
断面図

【図２】同照明装置の平面断面図

【図３】同照明装置の光ファイバから導光板に導入され
た光の経路を示す説明図

【図４】同照明装置の導光板を示す斜視図

【図５】本発明による照明装置の他の実施形態を示す正
面断面図

【図６】同照明装置の光ファイバから導光板に導入され
た光の経路を示す説明図

【図７】本発明による照明装置の更に他の実施形態を示
す正面断面図

【図８】従来の照明装置の一例を示す平面図

【図９】同従来の照明装置の要部側面図

【符号の説明】

Ｆ光ファイバ２０、５０、６０照明装置２１ケース２２ランプホルダ２３ランプ２４リード線２５第１反射板３０、３０ａ、３０ｂ、３１、３１ａ、３１ｂ導光板３２、３２ａファイバホルダ３３第２反射板３４第３反射板３４ａ反射面３５光拡散板３５ａ光拡散面４０面発光部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源に一端を接続され、他端を面発光部
に接続された複数本の光ファイバと、これらの光ファイ
バから出射される光を受けて外部に照明光を出射する面
発光部とを備えた照明装置において、前記光ファイバの
光出射側の端部を、前記面発光部の対向する辺部にそれ
ぞれ配列し、前記面発光部の対向する辺部からそれぞれ
光を導入するようにしたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】前記面発光部の対向する一方の辺部に沿
って配列された光ファイバの光出射側の端部は、前記面
発光部に直接光を導入するように配置され、前記面発光
部の対向する他方の辺部に沿って配列された光ファイバ
の光出射側の端部は、前記他方の辺部に沿って配置され
た反射板を介して、前記面発光部に光を導入するように
配置されている請求項１記載の照明装置。
【請求項３】前記面発光部は、前記光ファイバから出
射される光を受けて所定の面積の広がり光とする透明基
材からなる導光板と、この導光板の片面に配置された反
射面と、前記導光板の他方の面に配置された光拡散面と
を有する請求項１又は２記載の照明装置。
【請求項４】前記導光板は、前記光ファイバから出射
される光の導入部を肉厚とされ、この光導入部から離れ
るに従って肉薄とされており、かつ、少なくとも片面が
側方から見て凸曲面形状をなす請求項３記載の照明装
置。
【請求項５】前記面発光部を有するケースに、前記光
源をなすランプが取付けられ、このランプの光の進行方
向に、前記光ファイバの光入射側の端部が結束されて配
置されている請求項１〜４のいずれか１つに記載の照明
装置。
【請求項６】前記ランプの光軸方向に反射板が配置さ
れ、前記ランプの光がこの反射板を介して前記光ファイ
バの光入射側の端部に入射するように構成されている請
求項５記載の照明装置。